各大顶级杂志头条：基因组研究

　　

生物通报道：生物学领域在接近10月月底的时刻又沸腾了，首先是蜜蜂基因组——来自《Nature》封面，Sciencenow，Insect Molecular Biology和PNAS等处的文章和社论纷纷加紧了报道，其次许多期刊公布了植物信号传导的研究进展，也引起了相关领域研究人员的密切关注，除此之外，神经退化性疾病，干细胞研究等也有了实质性的进展。

Ø        蜜蜂基因组

10月26日《Nature》封面：近百所研究机构联合发表蜜蜂基因组测序结果

 

 

（一株犬齿赤莲上的一只蜜蜂，摄影：Carrol W. Perkins）

由人类基因组测序中心（Human Genome Sequencing Center，HGSC），Baylor医学院，蜜蜂研究实验室（Bee Research Laboratory, BARCE）等90个科研单位组成的“蜜蜂基因组测序联合课题组”（The Honeybee Genome Sequencing Consortium）发表了蜜蜂Apis mellifera的完整基因组序列。

蜜蜂是继果蝇、蚊子之后的第三种全基因组被破译的昆虫，这是一种研究社会行为和全球生态环境（主要通过蜜蜂授粉）的关键模型，此次测序结果表明，A. mellifera基因组相比较于其它昆虫的基因组序列有较高的A+T 和CpG含量，缺少主要的转座子家族基因，进化的也更慢一些，并且在生理周期，RNA干扰以及DNA甲基化基因方面与脊椎动物比较相似。而且虽然主管先天免疫、表皮形成和味觉受体的基因数量少于其它昆虫，但所含气味受体多于其他昆虫，并且含有用于花蜜和花粉利用的新颖基因。

进一步的种群遗传学知识也有助于我们了解非洲化蜜蜂是否是通过杂交或迁移从“新世界”向外扩散的。同时在《Nature》同期的一篇News and Views文章中，E. O. Wilson对“将蜜蜂提升到一个高级的社会组织状态”的深远的生物学变化是怎样反映在新测序的基因组中的进行了分析。

　10月PNAS文章：推测人类的社会行为的分子基础

通过研究低等的蜜蜂，美国伊利诺斯州大学的研究人员向着了解人类的社会行为的分子基础前进了一步。这项研究结果刊登在《美国科学院院刊》的网络版上，由Saurabh Sinha教授领导完成，参予研究的还有华裔教授翟呈祥（Chengxiang Zhai）和研究生凌旭（Xu Ling）等。

研究人员指出，蜜蜂是社会行为的一个模型系统。利用这个模型系统，由Saurabh Sinha教授领导的研究组调查了蜜蜂的基因组以寻找社会性线索。通过研究基因表达的社会性调节，研究人员希望能够推测人类的社会行为的分子基础。

成年工蜂在蜂房从事多种人物。但是，如果蜂房缺少foragers，一些年轻的“保姆”蜜蜂就会转换工作，并成为foragers。

这种工作的变换包含了蜜蜂大脑中的数千基因的变化。为了寻找可能在社会行为中扮演一定功能的基因，Sinha和同事利用新测序的蜜蜂基因组来扫描转录因子的结合位点。研究人员利用编写的一种计算机运算程序对近3000个基因进行了扫描，然后利用统计学方法分析特定转录因子是否与在保育蜜蜂和foragers间表达有差异的基因有关。

研究组发现了五个不同的转录因子，这些分子与社会性调节基因具有明显的相关性。这些发现揭示出蜜蜂将能够用于研究社会因子调节大脑中基因表达的基质。

　Ø       植物信号传导

10月19日《Nature》：中国农业大学发表ABAR研究进展

来自中国农业大学生科院植物生理学与生物化学国家重点实验室（China State Key Laboratory of Plant Physiology and Biochemistry）的研究人员确定了一种ABA受体ABAR/CHLH在ABA信号传导中的重要作用，为植物激素研究带来了突破性的进展。这一研究成果公布在本期（10月19日）英国著名杂志《Nature》上，这也是近年来中国农业大学首次在《Nature》杂志上发表文章。

参予本次研究的包括中国农业大学博士生导师张大鹏教授（通讯作者），沈元月（Yuan-Yue Shen），王小方（Xiao-Fang Wang）和吴福青（Fu-Qing Wu）（三人同为第一作者）。

脱落酸（Abscisic acid，ABA）是一种天然植物生长激素，被称为植物的“抗逆诱导因子”，这是因为脱落酸能够启动植物的抗逆基因，诱导植物体内的抗逆免疫系统，提高植物对寒、旱、病虫害、盐碱的抗性，同时在调控植物生长发育、提高作物品质等方面也具有重要的生理活性作用和应用价值。

虽然目前已经发现结合RNA的蛋白FCA是一种脱落酸受体，参与对开花和根的形成的控制，但是有关脱落酸对种子发育和气孔开度（stomatal aperture）的关键性作用过程中脱落酸的受体了解并不多，也没有具体确定受体是哪些。中国农业大学的研究人员之前从蚕豆（broad bean）中识别了一种气孔信号传导的ABA绑定蛋白（ABA-binding protein，ABAR)，这种蛋白的基因可以编码Mg离子鳌合酶（Mg-chelatase ，CHLH）的H亚基——这一亚基是叶绿素的生物合成以及植物质体向细胞核信号传导（plastid-to-nucleus）过程的关键成员。

在这一基础上，研究人员发现拟南芥ABAR/CHLH也可以特异性的结合ABA，并且介导ABA信号传导：对种子萌芽，萌芽后生长以及气孔发育有正调控作用，这说明了ABAR/CHLH是一种ABA受体。除此之外，研究人员发现ABAR/CHLH也是一种在绿色和非绿色组织中普遍表达的蛋白，这也表明ABAR/CHLH也许能在植物整体水平上参予ABA信号传导。

　Ø  神经退化性疾病

《Nature》网络聚焦

神经退化性疾病（neurodegenerative disorders）像是阿兹海默症（Alzheimer），帕金森症（Parkinson）近年来越来越呈现出高发趋势，但是一直缺乏有效的治疗手段。研究人员目前已经揭示了这些失序症的许多共同特点，比如蛋白聚集（protein aggregation）和线粒体紊乱（mitochondrial dysfunction），但是仍然需要加深对这些过程和这些过程在疾病中所起的作用的了解。《Nature》杂志就以此为专题集合了6篇综述和1篇社论。

　Ø干细胞研究

10月22日电子版《Nature Medicine》

生物通报道：最近的胚胎干细胞研究领域真可谓悲喜交加。一研究小组通过向大鼠移植人类胚胎干细胞转化的神经细胞成功治愈大鼠帕金森氏病，可谓一喜。不幸的是随后发现这些移植的细胞有发展为肿瘤的倾向，此为一悲。

帕金森氏症是由中脑的多巴胺(dopamine)分泌细胞死亡引发的疾病。多巴胺是神经元之间进行细胞通信必不可少的组成部分，其分泌细胞缺失会导致患者的运动能力丧失。研究人员希望通过更换这些死亡细胞，攻克帕金森氏症。迄今为止，最好的候选细胞非胚胎干细胞莫属。利用小鼠和人类胚胎干细胞进行体外实验，只能将20％的胚胎干细胞转化为分泌多巴胺的神经细胞，这些对于治疗远远不够。

为了增大产量，纽约Rochester大学医学中心神经学者Steven Goldman及其同事，在培养的人类胚胎干细胞中添加生长因子和已知在大脑中能够促进多巴胺分泌神经元生长的成熟神经细胞，结果转化成功率高达70－80％。研究人员移植这些成熟细胞到六只已经用某种化学方法杀死了脑部多巴胺分泌神经元的大鼠的脑部，这些移植细胞生长正常，并与周围其它细胞建立连接。接下来的八周内，六只大鼠的运动功能都得到了恢复，研究人员将研究结果刊登于10月22日电子版《Nature Medicine》。

然而，在移植治疗后的第10周对大鼠脑部进行复检时发现，只有1/5的移植细胞产生多巴胺，更糟糕的是，其余的正朝向无法控制的脑瘤转化。先前的干细胞研究也发现过肿瘤，但那些实验中的肿瘤是由未成熟的干细胞转化的，这里的干细胞在移植之前已经成熟为多巴胺分泌细胞了。因此文章作者推测，实验中出现的肿瘤是来源于移植培养基中混入的未成熟的，或者说未分化的神经前体细胞（neural precursor cells）。意味着“我们在移植这些神经元之前要将未分化的细胞‘斩尽杀绝’” Goldman说。

圣地亚哥Burnham医学研究所干细胞研究专家Evan Snyder认为，Goldman等使利用胚胎干细胞治疗帕金森氏症的步骤变得更为合理，将来的研究工作应该继续寻找“完善的处方”。

（生物通：万纹）